Johanna Wolf & Annika Jacob

Präsentation zum Thema: "Johanna Wolf & Annika Jacob"—  Präsentation transkript:

1 Johanna Wolf & Annika Jacob
Modellkompetenz im Biologieunterricht Modelle – Mittel zur Erkenntnisgewinnung Johanna Wolf & Annika Jacob

2 Blitzlicht

3 Agenda Warum sind Modelle im Biologieunterricht so wichtig?
Was ist ein Modell? Wie lassen sich Modelle klassifizieren? Wie lässt sich die Modellbildung im hypothetisch-deduktiven Verfahren der Erkenntnisgewinnung verorten? Wo liegen die Grenzen von Modellen?

4 Warum sind Modelle im Biologieunterricht so wichtig?
Komplexe Abläufe, Zusammenhänge & Strukturen nicht sichtbare Strukturen Arbeit mit dem Original nicht immer möglich

5 Modelle können komplexe oder nicht sichtbare Zusammenhänge und Strukturen vereinfachen oder erst sichtbar machen und auch zur wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung genutzt werden

6 Modell Definition Merkmale Modellbildung Was ist ein Modell?

7 Definition Lat. „modus“: Maßstab, Art und Weise Definition nach Hubertus Meyer (1990): Vereinfachte, ideelle oder materielle Abbildung der Wirklichkeit, die der Veranschaulichung wesentlicher Strukturen- oder Funktionsmerkmalen Struktur- oder Funktionsmerkmale originaler Objekte oder Vorgänge dienen.

8 Merkmal: Repräsentation / Vereinfachtes Modell der Wirklichkeit
Merkmale Merkmal: Repräsentation / Vereinfachtes Modell der Wirklichkeit Merkmal: Anschaulichkeit / Überdeutliche Darstellung Merkmal: Reduktion / Beschränkung auf das Wesentliche

9 Modellierung Original Denkmodell
Theoriebezogene Reduktion auf das Wesentliche Original materiell unendlich viele Eigenschaften Denkmodell ideell nur wesentliche Eigenschaften Anschauungsmodell materiell wesentliche und unwesentliche Eigenschaften gegenständliche Realität Bewusstsein gegenständliche Realität

10 Beispiele für Modelle Nahrungskette Das menschliche Herz als Pumpe
Zellmodell Hardy-Weinberg-Gesetz Modell eines menschlichen Torsos

11 Unterschiede? Welche Unterschiede fallen euch auf?

12 Wie lassen sich Modelle klassifizieren?
Anschauungsmodelle Funktionsmodelle Strukturmodelle Denkmodelle

13 Denkmodelle Existieren in ihrer Reinform nur als Idee
Sprachlich formulierte Modellvorstellung Bildhafte Vergleiche Mathematische Gleichungen und Gesetze Systeme oder Kreislaufprozesse

14 Strukturmodelle Veranschaulichen …Baumerkmale lebender Organismen,
…einzelner Organe …oder mikroskopisch kleine Strukturen zerlegbar, nicht zerlegbar oder in ihrer Reihenfolge variabel Flachmodell oder 3D-Modell

15 Veranschaulichen Vorgänge oder Funktionen
Ähnlichkeit zum Original oder starke Abstraktion Flachmodell oder 3D-Modell Funktionsmodelle

16 Homologie und Analogie
Original und Modell haben gleiche Grundqualitäten Nutzung von Gemeinsamkeiten aus anderen Bereichen Besonders bei Analogien muss darauf geachtet werden, dass der Bezug zum originalen Objekt nicht verloren geht!

17 Partnerarbeit 5 Minuten - Nahrungskette
Ordnet die aufgeführten Modelle einem der vorgestellten Modelltypen zu. - Nahrungskette - Das menschliche Herz als Pumpe -dreidimensionales Modell einer Zelle -Hardy-Weinberg-Gesetz -Modell eines menschlichen Torsos -Computersimulation der Zellatmung

18 Auflösung Partnerarbeit
Nahrungskette  Denkmodell Das menschliche Herz als Pumpe dreidimensionales Modell einer Zelle  Strukturmodell Hardy-Weinberg-Gesetz Modell eines menschlichen Torsos Computersimulation der Zellatmung  Funktionsmodell

19 Modellierungsprozess
Theorie / Modell Viele Bewährungen Bewährte Hypothese(n) Verifikation Experiment(e), Versuch(e) Induktion Hypothese(n) Fragestellung(en) Vorerfahrung(en) Beobachtung(en) Prognose(n) Deduktion Falsifikation

20 Modellierungsprozess
Theorie / Modell Viele Bewährungen Daten Modell Reales System Bewährte Hypothese(n) Beobachtungen (Experiment) Modellbildung (Induktion) Verifikation Experiment(e), Versuch(e) Induktion Hypothese(n) Fragestellung(en) Vorerfahrung(en) Beobachtung(en) Prognose(n) Deduktion Vergleich (Experiment) Modellvorhersage (Deduktion) Falsifikation „Erfassen durch Anfassen“

21 Modellierungsprozess Schritt-für-schritt erarbeiten
Gruppenarbeit 25 Minuten Bearbeitungszeit 4 Gruppen

22 ModellKritik Zu starke Reduktion und Vereinfachung
oft keine Entsprechung zum Original Ablenkung vom Wesentlichen Verfälschung Modelle oft zu klein und sehr teuer ModellKritik

23 Ich packe meinen Koffer und nehme von heute mit…
Modelle können Originale nicht ersetzen Es gibt Denk-, Struktur- und Funktionsmodelle Aktiver Umgang Modellkritik nicht vergessen Unterstützung des Erkenntnisprozesses Modelle im multimedialen Verbundsystem

24 Quellen Modelle, UB Dez. 1990, Hubertus Meyer
Biologie Fachdidaktik, 2013: Gropengiesser Bedeutung von Modellen für den Biologieunterricht, 2015, Monika Pohlmann

25 Noch fragen?